动物界3-海绵动物门.doc
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1、海绵动物门海绵动物门(Spongia)主要是在海洋中营固着生活的一类单体或群体动物,是最原始的一类后生动物,具有重要分类地位。形态结构表现出很多原始性特征,也有特殊结构。身体是由多细胞组成,但细胞间保持着相对的独立性,还没有形成组织或器官。身体由两层细胞构成体壁,体壁围绕一中央腔,中央腔以出水口与外界相通。体壁上也有许多小孔或管道,并与外界或中央腔相通。所以海绵动物也被称为多孔动物(Porifera)。海绵动物从通过体壁及中央腔的水流中摄取食物、完成呼吸、排泄等生理机能,其生理代谢机能都是处于细胞水平的,也就是说,细胞各自从水流中摄取食物及氧气,向水流中排出代谢废物及二氧化碳。一些海绵动物胚胎
2、发育过程中动物极及植物极细胞的后期分化不同于所有的其他后生动物,另外海绵动物体内的领鞭毛细胞(choanocyte)除了与原生动物的领鞭毛虫类相似之外,在绝大多数其他后生动物中不曾发现,因此一般认为在动物进化中海绵动物很早就分离出来,并进化成区别于其他后生动物的一个侧枝,因此也常被称为侧生动物(Parazoa)。 海绵动物特有水沟系结构,适应固着生活,分为单沟系、双沟系和复沟系3类。生殖有无性(分为出芽和形成芽球两种)和有性(具两囊幼虫,有逆转现象)。再生能力很强。目前已知约10000种,主要生活于海水中,有1科生活于淡水。根据骨骼特点分为3个纲:钙质海绵纲(Calcarea)、六放海绵纲(H
3、exactinellida)和寻常海绵纲(Demospongiae)。海绵动物门的主要特征以纤毛为运动胞器特有水沟系结构,适应固着生活,分为单沟系、双沟系和复沟系三类吞噬性营养无性生殖为横二分裂,有性生殖为接合生殖钙质海绵纲 Calcispongea 以具碳酸钙构成的骨针为主要特征。全部海产,大多生活在沿岸浅海。三种沟系均存在,型一般很小,常呈暗灰色或灰色,一般在10cm之下。骨针顶端常突出体外,致使海绵呈刺状;典型的钙质海绵为辐射对称的瓶状,顶端是出水口,常被竖立的长单轴骨针围绕,称出水口繸。骨针大小不一,但在分类学上都算作大骨针,有3种基本型:单轴骨针、三辐骨针和四辐骨针,形状多种多样。分
4、两个目:同腔目(Homocoela):体呈单沟型,体壁薄,无褶叠,领细胞连续分布于中央腔,例如白枝海绵(Leucosolenia)。异腔目(Heterocoela):体双沟型或复向型,体壁较厚、褶叠,领细胞分布于放射管或鞭毛室内,例如毛壶(Grantia)。白枝海绵(Leucosolenia)毛壶(Grantia compressa)毛壶(Grantia compressa)群体白枝海绵(Leucosolenia variabilis)白枝海绵(Leucosolenia variabilis)樽海绵(Scypha sponge)六放海绵纲 Hexactinellida 骨针硅质,呈六放型,或呈
5、长的硅质丝联合成网格状骨骼,因此也称为玻璃海绵。体较大型,单体,常呈辐射对称的瓶状、柱状、瓮状或漏斗状,可达1090cm,一般体灰白色,中央腔发达,鞭毛室呈放射状排列(即双沟型排列)。体表面为薄膜状的合胞体,没有扁平细胞。合胞体膜上有许多进水孔,薄膜状表皮内接膜垂,它实际上也是合胞体所组成的柔软组织,这里有原始生殖细胞及其衍生物,如贮藏细胞和生殖细胞等。大多数生活在450900m深处,或更深的海底,直至5000m,后端常以硅质丝插于软质海底。有的如单柄海绵、拂子介等,其基须伸长成柄状,把海绵高高托离海底,这类骨针往往非常粗大,直径达数毫米,长达1米以上最长达3米。可分为两个目:六放星目(Hex
6、asterophora):小骨针为六放型,代表种为偕老同穴(Euplectella),体呈花瓶形或柱形,后端有硅质丝插于深海软泥底,其中央腔内常寄居一对俪虾(Spongicola),终生不再外出,因而得名偕老同穴。海绵与俪虾均靠流经体内的水流而获得食物。双盘目(Amphidiscophora):小骨针双盘形,两端具钩,如佛子介(Hyalonema)。佛子介(Hyalonema)偕老同穴(Euplectella)偕老同穴(Euplectella)寻常海绵纲 Demospongiae 为海绵动物门最大纲,95的海绵动物均属于本纲。具硅质骨针或海绵丝,或两者联合。硅质骨针绝非六放型,而为单轴骨针或四
7、射骨针,如两种骨针同时存在,骨针多埋在海绵丝中形成网状。体大、不规则,均为复构型。由于色素在变形细胞中沉积,使身体呈明亮的颜色,不同的种具有固定的色彩,分布于浅海到深海,极少数生活于淡水中,如针海绵(Spongilla)。分为3个亚纲:四射海绵亚纲(Tetractinellida):骨针四放型,没有海绵丝,个体常呈圆形或扁平形,浅海生活,如四射海绵(Thenea)。单轴海绵亚纲(Monaxonida):骨针为单轴型,具海绵丝或不具海绵丝,体型多种形态,主要在浅海生活,少数深海产。大多数普通海绵属本亚纲,淡水海绵(Spongilla)是本亚纲的代表种,它广泛的分布在世界各地的湖泊、溪流中,附着在
8、树枝、石块、管壁上等处,因表面著生藻类,常呈淡绿色。它们大量的繁殖,往往造成水下管道工程或发电站的堵塞,对生产造成一定威胁。又如穿贝海绵(Cliona),其变形细胞能分泌酸性物质,在珊瑚礁中或贝壳上钻成穴道。角质海绵亚纲(Keratosa):由海绵丝构成网状骨骼,没有骨针,群体体积较大,多呈圆形,表面皮革状,色暗,如沐浴海绵(Euspongia)。海绵科(Choiidae)为常见类群,骨骼为纯海绵质构造,质地柔软,长期被用于吸水、洗擦等。在地中海地区曾长期作为养殖对象,后来发展到西印度,40年代初,仅美国的海绵年产值就近500万美元。如产于地中海和我国海南岛的沐浴海绵(Euspongia of
9、ficinalis),还有马海绵(Hippospongia equina),网孔细,弹力强,广泛用于工艺、医学和日用。淡水海绵(Spongilla)淡水海绵(Spongilla)淡水海绵(Spongilla)穿贝海绵(Cliona aprica)穿贝海绵(Cliona varians)隐居穿贝海绵(Cliona celata)中空穿贝海绵(Cliona vastifica)中空穿贝海绵(Cliona vastifica)隐居穿贝海绵(Cliona celata)红穿贝海绵(Cliona delitrix)无花果皮海绵(Suberites ficus)寄居蟹皮海绵(Suberites domun
10、cula)矶海绵(Reniera fulva)糊海绵(Oscarella tuberculata)细芽海绵(Microciona atrasanguinea)面包软海绵(Halichondria panicea)沐浴海绵(Euspongia officinalis)马海绵(Hippospongia lache)骨骼海绵动物生态特性水沟系 Canal system 海绵动物都是固着生活的,它们的形状、大小、色泽在不同的种类差别很大。少数种类单体生活,例如毛壶(Grantia),身体呈放射对称、呈柱状或瓶状,体长仅数毫米到一厘米。又如佛子介(Hyalonema)等,身体呈杯状或筒状,它们以身体的基
11、部固着,或以基部伸出的骨针束固着在海底。绝大多数海绵动物为群体生活,群体中的个体有的界线明显,例如群体白枝海绵(Leucosolenia),有的种群体中的个体界线不明显,如淡水海绵(Spongilla),它们往往没有固定的形状,整个的群体常受附着的基底、空间、水流等环境的因素所影响,例如附着在岩石表面的常呈片状,附着在柱上的群体呈筒状,附着在岩缝中的群体常成簇状,即使相同的种也常因附着的基底不同而形成不同形状的群体。群体的体积一般较大,最大的群体直径可达1m、高2m。许多种海绵身体呈明亮的颜色,如桔红色、黄色、绿色、紫色、褐色等。少数种类呈灰色、白色。其中绿色的种类往往是由于体内共生的藻类所致
12、,其他色彩均由体内的色素所形成,其体色出现的意义尚不清楚,可能具有警戒及保护的作用。海绵动物身体的基本结构是由两层细胞围绕中央的一个空腔所组成。游离的一端有一个大的出水口(osculum)使中央腔(central cavity)与外界相通。构成海绵动物体壁的两层细胞在不同的种类组成复杂程度不同的沟系,根据沟系可以将海绵动物的身体结构分为三种类型。假胃腔是海绵动物体中央的空腔,又称中央腔或海绵腔,它只是水流的通道,不具消化功能,故名领细胞是海绵动物中央腔壁上的细胞,具有摄食与消化食物功能,所以海绵动物的消化仍属于细胞内消化水沟系是海绵动物特有的结构,其摄食、呼吸、排泄等生命活动都是通过水道系统来
13、完成的,对适应固着生活意义重大单沟型(ascon type)单沟型(ascon type)单沟型是最原始,也是最简单的体壁结构,种类很少,前述的白枝海绵就属于这一类。单沟型海绵呈单体或群体,长度一般不超过10cm,群体中的个体轮廓明显,每个个体均呈小管状,出水口周围有骨针包围,中央腔宽阔,体壁由两层细胞中间夹有中胶质(mesoglea)所组成,外层细胞称皮层(dermal epithelium),主要是由一层扁平细胞(pinacocytes)组成,它不同于其他动物的表皮层细胞,因为它们的来源和其他多细胞动物的表皮层不同,并且这种扁平细胞没有基膜,细胞的边缘可以收缩。许多扁平细胞同时收缩可以使身
14、体变小。某些扁平细胞特化形成管状,称为孔细胞(porocyte),穿插在扁平细胞之间。孔细胞的外端与外界相通,内端与中央腔相通,孔细胞外端的小孔就是单沟型海绵动物体表的进水小孔(ostia)或称流入孔(incurrent pore),所以它是细胞内孔,水由流入孔进入中央腔。孔细胞的收缩及舒张可以控制水的流入量。体壁的内层也称胃层(gastral epithelium),是由领鞭毛细胞(也简称领细胞)组成,单沟型海绵的领细胞围绕着整个中央腔。领细胞呈卵圆形,其基部疏松的座落在中胶层中,游离端伸出一根鞭毛,围绕鞭毛的基部有一可伸缩的原生质领,是由许多分离的微绒毛(microvilli)所组成。单沟
15、型海绵通过领细胞鞭毛的摆动使水由孔细胞(或称入水小孔)流入,经中央腔再由出水口流出。领细胞在形态上非常相似于原生动物门的领鞭毛虫,因此有人认为海绵动物是由领鞭毛虫进化而来。体壁的皮层与胃层之间是中胶层,它是一种含有蛋白质的胶状透明基质,其中包括有游离的变形细胞(amoebocyte)及分散的骨针(spicule)。变形细胞可以分化成不同的形态,例如有的变形细胞伪足细长分枝,彼此相连形成网状,称为星芒细胞(collencyte),有人认为它是一种最原始的具有神经机能的细胞。另一种细胞较大,其细胞核也较大,有叶状伪足,称原细胞(archeocyte),这是一种未分化的细胞,除了本身具有吞噬及消化食
16、物的机能外,它还可以转化成具生殖功能的生殖细胞(generative cell)、能分泌骨骼的造骨细胞(scleroblast)、贮藏营养物质的贮存细胞(thesocyte)、能分泌粘液的腺细胞(gland cell)等。从上述可以看出单沟型海绵动物最大特征是体壁结构简单,其两层细胞平直的包围中央腔。由于中央腔宽阔,靠领细胞的鞭毛打动使流过身体的水流速度是缓慢的,代谢较低,所以单沟型海绵动物一般都是小型的。海绵动物在进化过程中通过体壁的褶叠增加了领细胞的数量及分布的表面积,同时减少了中央腔的体积,其结果是形成了双沟型或复沟型的体壁,这样就加速了水流过身体的速度,提高了代谢的能力,使动物也增大了
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